Fenômenos Eletromagnéticos - Vestibular1

Fenômenos Eletromagnéticos

Revisão de Física: Fenômenos Eletromagnéticos
Física: Fenômenos Eletromagnéticos

Resumão – Revisão da Matéria de Física – Revisando seus conhecimentos
Física: Fenômenos Eletromagnéticos

Revisão de Física: Fenômenos Eletromagnéticos

Fenômenos Eletromagnéticos

Eletricidade, categoria de fenômenos físicos originados pela existência de cargas elétricas e pela sua interação. Quando uma carga elétrica encontra-se estacionária, ou estática, produz forças elétricas sobre as outras cargas situadas na mesma região do espaço; quando está em movimento, produz, além disso, efeitos magnéticos.

Os efeitos elétricos e magnéticos dependem da posição e do movimento relativos das partículas carregadas. No que diz respeito aos efeitos elétricos, essas partículas podem ser neutras, positivas ou negativas. A eletricidade se ocupa das partículas carregadas positivamente, como os prótons, que se repelem mutuamente, e das partículas carregadas negativamente, como os elétrons, que também se repelem mutuamente.

Em troca, as partículas negativas e positivas se atraem entre si. Esse comportamento pode ser resumido dizendo-se que cargas do mesmo sinal se repelem e cargas de sinal diferente se atraem.
A força entre duas partículas com cargas q1 e q2 pode ser calculada a partir da lei de Coulomb. Segundo a qual a força é proporcional ao produto das cargas, dividido pelo quadrado da distância que as separa. A lei é assim chamada em homenagem ao físico francês Charles de Coulomb.

Coulomb, Charles de (1736-1806), físico francês e pioneiro na teoria elétrica. Em 1777, inventou a balança de torção para medir a força da atração magnética e elétrica. A unidade de medida de carga elétrica recebeu o nome de Coulomb em sua homenagem. Coulomb contribuiu muito para a compreensão dos fenômenos eletromagnéticos, enunciando a lei que leva seu nome. A importância da Lei de Coulomb transcende a descrição das forças que atuam entre esferas e bastões carregados.

Se dois corpos de carga igual e oposta são conectados por meio de um condutor metálico, por exemplo, um cabo, as cargas se neutralizam mutuamente. Essa neutralização é devida a um fluxo de elétrons através do condutor, do corpo carregado negativamente para o carregado positivamente.

A corrente que passa por um circuito é denominada corrente contínua (CC), se flui sempre no mesmo sentido, e corrente alternada (CA), se flui alternativamente em um e outro sentido. Em função da resistência que oferece um material à passagem da corrente, podemos classificá-lo em condutor, semicondutor e isolante.

O fluxo de carga ou intensidade da corrente que percorre um cabo é medido pelo número de Coulombs que passam em um segundo por uma seção determinada do cabo. Um Coulomb por segundo equivale a 1 ampère, unidade de intensidade de corrente elétrica cujo nome é uma homenagem ao físico francês André Marie Ampère.

Quando uma carga de 1 Coulomb se desloca através de uma diferença de potencial de 1 volt, o trabalho realizado corresponde a 1 joule. Essa definição facilita a conversão de quantidades mecânicas em elétricas.

Efeito piezelétrico, fenômeno físico pelo qual aparece uma diferença de potencial elétrico entre as faces de um cristal quando este se submete a uma pressão mecânica. Pierre Curie e seu irmão Jacques descobriram este fenômeno no quartzo e no sal de Rochelle em 1880 e o denominaram ‘efeito piezelétrico’ (do grego piezein, ‘pressionar’).

Os cristais piezelétricos são utilizados em dispositivos como os transdutores, empregados na reprodução de discos e nos microfones.
Unidades elétricas, unidades empregadas para medir quantitativamente toda espécie de fenômenos eletrostáticos e eletromagnéticos, assim como as características eletromagnéticas dos componentes de um circuito elétrico. As unidades elétricas empregadas estão definidas no Sistema Internacional de unidades.

A unidade de intensidade de corrente é o ampère. A da carga elétrica é o Coulomb, que é a quantidade de eletricidade que passa em um segundo por qualquer ponto de um circuito através do qual flui uma corrente de um ampère. O volt é a unidade de diferença de potencial. A unidade de potência elétrica é o watt.

A unidade de resistência é o ohm, que é a resistência de um condutor em que uma diferença de potencial de um volt produz uma corrente de um ampère. A capacidade de um condensador é medida em farad: um condensador de um farad tem uma diferença de potencial de um volt entre suas placas quando estas apresentam uma carga de um Coulomb.

O Henry é a unidade de indutância, a propriedade de um circuito elétrico em que uma variação na corrente provoca indução no próprio circuito ou num circuito vizinho. Uma bobina tem uma autoindutância de um henry quando uma mudança de um ampère/segundo na corrente elétrica que a atravessa provoca uma força eletromotriz oposta de um volt.

Circuito elétrico, trajeto ou rota de uma corrente elétrica. O termo é utilizado principalmente para definir um trajeto contínuo composto por dispositivos condutores e que inclui uma fonte de tensão que transporta a corrente pelo circuito.

Um circuito deste tipo é denominado circuito fechado, e aquele no qual o trajeto não é contínuo é denominado aberto. Um curto-circuito é um circuito no qual se efetua uma conexão direta, sem resistência nem capacitância apreciáveis, entre os terminais da fonte de tensão.

O modo mais simples de conectar componentes elétricos é arrumá-los em linha, um depois do outro. Esse é o chamado circuito em série. Se uma das lâmpadas do circuito se quebrar, as duas lâmpadas deixarão de funcionar, pois o circuito será interrompido. Como alternativa, pode-se conectar cada lâmpada à fonte de eletricidade de modo independente; assim, mesmo que uma falhe, a outra continuará acesa. A isso se denomina circuito em paralelo.

Lei de Ohm

A corrente flui por um circuito elétrico seguindo várias leis definidas. A lei básica do fluxo da corrente é a lei de Ohm, assim chamada em homenagem a seu descobridor, o físico alemão Georg Ohm.

Segundo a lei de Ohm, a intensidade de uma corrente elétrica uniforme é diretamente proporcional à
diferença de potencial nos terminais de um circuito e inversamente proporcional à resistência do circuito.

Leis de Kirchhoff

Se um circuito tem ramificações interconectadas, é necessário aplicar outras duas leis para obter o fluxo de corrente que percorre as diferentes ramificações. Estas leis, descobertas pelo físico alemão Gustav Robert Kirchhoff, são conhecidas como as leis de Kirchhoff.

A primeira, a lei dos nós, enuncia que em um nó — ponto para onde confluem três ou mais ramificações — a soma das intensidades das correntes que chegam é igual à soma das intensidades das correntes que saem. A segunda lei, a das malhas, afirma que, começando por qualquer ponto de uma rede e seguindo qualquer trajeto fechado de volta ao ponto inicial, a soma total das tensões é igual à soma total dos produtos das resistências pelas intensidades dessas correntes. Esta segunda lei é essencialmente uma ampliação da lei de Ohm.

Impedância
A aplicação da lei de Ohm aos circuitos nos quais existe uma corrente alternada se complica pelo fato de que sempre estarão presentes a capacitância e a indutância. A indutância faz com que o valor máximo de uma corrente alternada seja menor que o valor máximo da tensão; a capacitância faz com que o valor máximo da tensão seja menor que o valor máximo da corrente. A capacitância e a indutância inibem o fluxo de corrente alternada e devem ser levadas em conta no cálculo da corrente.

Grandezas físicas, tais como a carga elétrica, quando existem em quantidades discretas em vez de variar continuamente, são chamadas de quantizadas. O quantum de carga (e) é tão pequeno que a natureza corpuscular da eletricidade não se manifesta em experiências macroscópicas, da mesma forma que não “sentimos” os átomos presentes no ar que respiramos.

Essa lei, quando incorporada à estrutura da física quântica, descreve as forças que ligam os elétrons de um átomo ao seu núcleo, as forças que unem os átomos para formar as moléculas e as forças que ligam os átomos e as moléculas entre si para formar os sólidos e os líquidos.
Assim sendo a maioria das forças relacionadas com nossa experiência diária que não é de natureza gravitacional é de natureza elétrica.

A força transmitida por um cabo de aço é essencialmente elétrica, porque, se supusermos um plano imaginário que corta o cabo perpendicularmente, é apenas a atração elétrica entre átomos de lados opostos deste plano que impede o cabo de se romper. Nós mesmos somos um conjunto de núcleos e elétrons ligados numa configuração estável pelas forças de Coulomb.

Revisão de Física: Fenômenos Eletromagnéticos

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